区域防雷的理论和应用技术研究

与一般防雷技术标准对单体建构筑物防雷的要求不同,提出了区域防雷的概念和设计方法,突出了对保护区域雷电活动路径直击雷的拦截作用,并根据闪电定位观测和研究的成果,明确了雷电第1次放电与第2次放电的时间间隔、空间距离;提出了区域防雷设计的方法步骤、风向玫瑰图的使用;规定了区域防雷的保护范围和技术要点,实现了对一个区域建构筑物的防雷保护。     

中国典型区域雷电活动气候特征及其机制分析

选取不同纬度不同下垫面的四川省、山东省和黑龙江省,利用2005-2010年地闪资料,研究了三个典型区域雷电活动气候特征及其物理机制.在不同时间尺度上,三省地闪变化呈现不同的年际、月际及日际变化特征.地闪极性上,四川省西部高原及黑龙江省正地闪比例较四川省东部盆地和山东省高,这是由于高海拔、高纬度地区雷暴云顶高度及南北方雷暴云电荷结构差异造成的.地面盛行风系与地形对雷电活动影响很大,迎风坡为雷电活动频发区域,且直接热力环流圈迎风坡地闪比例较间接热力环流圈高.雷电活动具有较大的区域性,其对气温及不稳定参量有较好的响应,雷暴过程中黑龙江省北部对流有效位能(CAPE)及对流抑制能量(GIN)远小于四川省东部及山东省中部,中层相对湿度及700 hPa相当位温四川省东部最大,山东省中部次之,黑龙江省北部最小.     

高分辨中尺度雷电预报模式GRAPES_LM的建立及其初步应用试验

为了探索雷电天气的数值预报新方法,在高分辨GRAPES_Meso中尺度预报模式中添加了各种水成物电荷密度预报方程组,同时从传统基于云模式的三维雷电模式中剥离出起电过程和放电过程参数化方案,作为中尺度模式的一种物理过程参数化方案嵌套进中尺度模式,使得整套中尺度模式包含了大气动力、雷电过程及各种物理过程,建立了大气动力-物理过程和雷电过程一体化的数值预报模式GRAPES_LM,建立的GRAPES_LM模式包含了多种复杂的微物理过程参数化方案,其中,包括中国气象科学研究院开发研制的双参数对流云参数化方案;包含了霰/雹与冰晶/雪晶碰撞回弹的非感应起电、霰/雹与云滴碰撞的感应起电及霰碰撞大云滴造成冰晶繁生的次生冰晶起电3种起电参数化方案以及最新的随机双向放电参数化。并利用美国CCOPE观测试验中的个例观测资料(1981年7月19日),进行了初步应用模拟试验,对模式的雷电数值预报的可行性进行了验证分析。结果表明,高分辨率GRAPES_LM模式对1981年7月19日的雷电过程个例做出了成功的模拟预报,较好地给出了雷暴云的动力、微物理和电过程的时空演变,雷电天气数值预报新方法的可行性得到了初步验证。     

基于聚类法的陕西省雷电灾害风险区划

选取2002—2007年陕西省雷电灾害易损性分析指标的统计研究结果作为变量,采用Ward’s法对陕西10个地市进行层次聚类分析,并用迭代聚类分析法检验聚类解。结果表明西安属高风险区,渭南、咸阳属次高风险区,宝鸡属中风险区,其它地市属低风险区。     

两个雷电预警系统的应用和对比

四川省防雷中心自主研发了多因子融合雷电短临预警系统,并投入业务试运行.协助中国气象科学院研制开发了CAMS_LNWS雷电临近预警系统,并进行本地化处理和业务试用.对两个系统进行了简要介绍,并就应用情况进行了比较分析.结果表明：两个系统均具有较强的雷电预警能力,对19次雷电天气过程预警的TS评分,平均超过0.75.在实际应用中发现：CAMS_LNWS系统对未来新生雷电活动有更强的预警能力,而多因子融合短临预警系统则对已经出现雷电的移动路径和未来发展趋势有更好的预警效果,两者之间的结合应用为四川省雷电短临预警提供了技术支撑.     

基于闪电定位数据的鲁西南地区雷电灾害易损度区划

为了明确不同县区雷电灾害风险的高低,防御和减轻雷电灾害,利用鲁西南地区闪电定位资料、土壤电阻率数据、经济社会数据,选取地闪密度、强雷电流分布、土壤电阻率、人口密度、单位面积GDP为影响因子,采用层次分析法和加权综合评价法,建立雷电灾害易损度区划模型,以县区为单位,将该地区雷电灾害易损度区划为5个等级,绘制区划图,并利用历史雷灾频次对区划结论进行检验。结果表明:地闪密度高值区位于曹县和东明,这两个县区的雷电灾害易损度最高;郓城和牡丹区的强雷电流分布密度大,易损度次高;巨野和定陶的易损度居中;鄄城的地闪密度最小,成武的土壤电阻率和人口密度较低,两者划为易损度次低区;单县由于强雷电流分布密度最低,划为易损度低风险区。易损度和历史雷灾数据正相关,且相关性较好,密切程度较高,回归显著。     

雷电落点概率和强度预报方法初探

雷电灾害被联合国有关部门列为最严重的十种自然灾害之一,中国国家电工委员会称其为“电子时代的一大公害”。江西是雷电灾害较严重的省份,全省年平均雷暴日为82．9d,每年因雷电灾害造成的直接经济损失达5000～8000万元,伤亡近百人。为减轻雷电灾害损失,迫切需要对雷电落点和强度作出预报。为此,文中根据雷电闪击发生的天气、物理成因,结合国内外有关研究现状,综合应用闪电、雷达、卫星以及中尺度模式、对流参数等资料,采用多参数集成方式,研制分县雷电落点概率和强度预报方法。经试报和实报,雷电有无预报的Ts评分为0．61以上,雷电强度预报均通过了α=0．05的χ^2检验。     

舟山群岛雷电活动的特征分析

本文利用舟山市所属定海基准站、嵊泗基本站的气象观测资料,结合舟山群岛的地理特点,对雷电活动重要参量:如雷暴日数、闪电日数、雷暴时数、首次雷暴方向等进行统计分析,得出年雷电活动日数,逐月平均雷电活动日数,以及逐时雷暴时数等数据,并根据IEEE推荐的经验公式,计算地闪密度,发现舟山群岛每年7月雷电活动最为频繁,晚上20-21时达到全天雷电活动的最高峰,年平均雷暴日数明显小于大陆邻近地区等特征,所得结果对雷电预警有重要意义.最后,针对单纯利用气象观测资料分析雷电所存在的局限性,指出舟山群岛雷电特征的进一步研究方向.     

基于IEC 62305-2的雷电灾害风险管理系统设计

介绍了一种基于国际标准IEC62305-2雷击灾害风险评估方法的雷击灾害风险管理系统的功能和结构。系统基于基础数据库,实现雷电灾害信息的检索与查询、数据统计以及输出,可为防灾减灾提供依据。整个系统主要由评价分析模块、基础数据库模块、决策支持模块和输出模块等组成。风险评估分析模块具有雷灾风险识别、风险评价、风险等级划分功能。决策支持模块能够快速、准确提供雷电灾害的评价结果,提出灾害防护措施,计算灾害补偿的范围和数额,以及对防灾工程和拟建防灾工程进行评价。     

确定雷电定位系统场地误差的参数化方法

本文提出一种根据多站雷电定位资料确定闪电定位系统(LLS)场地误差的方法。该方法假定场地误差具有有限阶三角级数的形式,由雷电方位的多站实测资料,经Orville的本征值技术处理,将问题化为一个非线性无约束极值问题,从而可由对目标函数求极值点来确定场地误差。文中利用1988年夏天在北京地区由三个雷电方位探测器(DF)记录到的4900个实际雷电资料求得了各DF站的场地误差曲线。95％以上的闪电经误差订正后的方位与实测方位的残余偏差在±1°以内,与雷达回波的一致性也有了明显改进。